梁文俊 李 堅
北京工業(yè)大學(xué) 北京 100124
環(huán)境化學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個重要分支,它是包括無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)等學(xué)科的一門綜合性基礎(chǔ)學(xué)科[1]。大氣污染化學(xué)作為環(huán)境化學(xué)的一個重要部分,其主要內(nèi)容是研究污染物質(zhì)的來源、分布、遷移、化學(xué)轉(zhuǎn)化歷程、歸宿及其規(guī)律,為控制和消除大氣污染提供化學(xué)方面的依據(jù)。大氣污染化學(xué)課程作為環(huán)境工程大氣污染控制專業(yè)碩士研究生的一門課程,系統(tǒng)全面地講授大氣污染的形成與發(fā)展、污染物在大氣中的化學(xué)行為、污染物監(jiān)測技術(shù)、典型大氣污染問題、大氣污染控制技術(shù)等內(nèi)容,使學(xué)生全面深刻地了解大氣污染物的形成、行為特性以及監(jiān)測控制辦法。近年來,隨著公眾的環(huán)保意識逐年提高,其對大氣環(huán)境污染問題的關(guān)注度越來越高,有關(guān)大氣污染成因及污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究已成為研究熱點,將最新的該領(lǐng)域研究成果融入教學(xué)過程也可有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。
北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)開設(shè)大氣污染化學(xué)課程至今已有25年,該課程是碩士研究生選修課,任課教師均來自教學(xué)科研一線,在大氣污染控制教學(xué)科研工作中積累了豐富的經(jīng)驗,教師在課程教學(xué)中將科研成果融入,對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、強化教學(xué)效果起到積極作用。筆者通過多年對該課程教學(xué)積累了一定的經(jīng)驗,在教學(xué)實踐過程中不斷探索教學(xué)改革的方式方法,以期不斷提升教學(xué)質(zhì)量和育人水平。
如何在教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)質(zhì)量是課程教學(xué)改革的重點。針對大氣污染化學(xué)課程特點,采取理論教學(xué)和最新科研結(jié)果相結(jié)合的授課方式將有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,進而有助于教學(xué)質(zhì)量的提高。
教學(xué)內(nèi)容建設(shè)是課程建設(shè)的核心,課程的內(nèi)容要有科學(xué)性、先進性、趣味性,要反映本學(xué)科領(lǐng)域最新科技成果。當(dāng)前,國內(nèi)大氣污染化學(xué)的課程教材出版年代較早,缺少對國內(nèi)外本領(lǐng)域內(nèi)的最新問題及解決對策內(nèi)容,因此開展對教學(xué)內(nèi)容改革是當(dāng)務(wù)之急,在實際教學(xué)中,通過大量文獻(xiàn)資料的索引及整合以及結(jié)合科研成果將這些內(nèi)容融入課堂教學(xué)中,不僅有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。如在課程教學(xué)中,對于當(dāng)前的大氣污染熱點議題,如霧霾污染、氣候變化、溫室氣體等,學(xué)生不僅了解到這些污染問題的原因和機理,同時也學(xué)習(xí)到針對此問題的解決對策。眾所周知,霧霾污染目前是大氣污染中的熱點問題,那么,為何會發(fā)生霧霾,其成因如何?大氣污染化學(xué)反應(yīng)機制包括什么?圍繞這些問題,教師針對性地進行逐一解惑,從現(xiàn)象出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生探討發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì),進而學(xué)生自己可以得到結(jié)論,并由教師進行總結(jié)以及評價。因此,課程以大氣污染熱點問題出發(fā),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,通過研討式教學(xué)模式使學(xué)生自己得出問題的本質(zhì),也對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性進而提高教學(xué)效果意義重大。
在課程教學(xué)中,將理論知識介紹、動畫演示、教學(xué)錄像等方式有效結(jié)合,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,通過不斷的師生互動開展研討式教學(xué),使學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),實現(xiàn)由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),提高課程教學(xué)效果。課堂上,在開展理論講解時都是以“提出問題→分析問題→得出實質(zhì)結(jié)論”的方式開展,如在介紹液相大氣污染中酸沉降問題時,教師會引出環(huán)境問題,如每年由于酸雨問題導(dǎo)致的環(huán)境破壞、生態(tài)破壞、經(jīng)濟損失等,再輔以視頻、圖片等資料,使學(xué)生意識到酸雨問題的嚴(yán)重性,進而提出問題為何發(fā)生,其根源是什么,引導(dǎo)學(xué)生開展思考及討論,最終得出結(jié)論,并提出個人見解,教師進行總結(jié),提出該知識點需要掌握的內(nèi)容,提升了教學(xué)質(zhì)量。
實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生由理論到實踐、再認(rèn)識的過程,是培養(yǎng)學(xué)生主動正確地運用理論知識解決復(fù)雜實際問題能力的重要環(huán)節(jié),抓好這一環(huán)節(jié)將為實現(xiàn)“高級應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)打下堅實的基礎(chǔ)[2]。在大氣污染化學(xué)課程的教學(xué)過程中,引入報告模式,學(xué)生由被動聽講轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。任課教師提供研究主題或者學(xué)生根據(jù)自己的興趣制訂題目,各組學(xué)生根據(jù)所選主題查閱相關(guān)文獻(xiàn)進行總結(jié)概括最后形成一篇學(xué)術(shù)論文并以演示文稿的方式進行報告,教師會根據(jù)報告內(nèi)容進行點評并組織和引導(dǎo)學(xué)生進行討論。通過這種實踐方式拓寬了學(xué)生的知識面使學(xué)生了解了目前大氣污染化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展趨勢,充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性,并使學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力、整理資料的能力、制作多媒體課件的能力、語言組織表達(dá)能力等綜合素質(zhì)得到了很好的鍛煉和提高。在教學(xué)中,教師會根據(jù)課程內(nèi)容列出與內(nèi)容相關(guān)的研討題目,如酸雨問題成因及對策、光化學(xué)煙霧成因及對策、臭氧層損耗成因及對策、霧霾成因及對策等題目,并不局限于上述題目。學(xué)生根據(jù)自身興趣由2~3人為小組開展調(diào)研,在課堂上圍繞調(diào)研結(jié)果開展講解及討論,實現(xiàn)了學(xué)生由被動向主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變,不僅提高了學(xué)習(xí)積極性,也提高了課程學(xué)習(xí)效果,同時也增強了學(xué)生的表達(dá)能力和組織能力。
在教學(xué)中還引入實驗性課程的教學(xué)內(nèi)容。大氣污染化學(xué)的研究方法之一就是現(xiàn)場實測、實驗室模擬和數(shù)學(xué)模式綜合聯(lián)用技術(shù)。在該課程的教學(xué)中,開展了大氣污染物的采樣分析綜合性實驗,該實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識的掌握和綜合應(yīng)用能力、分析解決問題的能力。學(xué)生需要對所要采集分析的污染物進行實驗設(shè)計,包括對采樣方法、分析測試方法、結(jié)果評價分析等內(nèi)容自行設(shè)計,提交設(shè)計思路并由教師進行合理性評價,通過后方可開展研究工作。因此,在此教學(xué)中,實現(xiàn)了向“學(xué)生為主、教師為輔”的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變,也大大提高了學(xué)生的主動性。在教學(xué)中,開展了顆粒物采樣及分析工作,目的是強化課堂理論教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生通過大氣顆粒物采樣及成分分析,檢測出顆粒物中的主要成分,如有機物、金屬離子、無機鹽等物質(zhì),使學(xué)生更容易掌握課堂上所學(xué)到的相關(guān)內(nèi)容,提升了課程教學(xué)質(zhì)量。
考試在教育中的作用不可低估,采用何種考試方式對公平公正地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性等起著非常重要的作用[3]。筆者幾年來的教學(xué)工作嘗試將該課程考核方式由傳統(tǒng)的期末閉卷考試這一單一模式改變?yōu)槿炭己四J剑瑥膶W(xué)生課堂互動表現(xiàn)、PPT匯報、研討發(fā)言、實驗報告、論文等環(huán)節(jié)確定其最終成績,以期調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生主動思考、積極解決問題的能力。對教學(xué)中的重點內(nèi)容通過課堂練習(xí)與課外作業(yè)的形式加強鞏固,而考試的內(nèi)容又是平時作業(yè)所涉及內(nèi)容中的重點。針對前沿科學(xué)問題,組織學(xué)生開展文獻(xiàn)閱讀、小組討論、PPT匯報研討、實驗及實驗報告撰寫等活動,在此基礎(chǔ)上完成課程論文??己朔绞降母倪M使學(xué)生對于該課程的學(xué)習(xí)從單一的學(xué)習(xí)方式中解放出來,不僅學(xué)到了課程基本知識,同時可置身其中,提高了學(xué)習(xí)積極性和主動性,增強了學(xué)生分析問題和運用知識解決實際問題的能力[4]。筆者開展此項改革近五年,學(xué)生不僅學(xué)習(xí)興趣濃厚,能主動參與到教學(xué)活動中,同時,學(xué)生還通過自身學(xué)習(xí)體會積極向任課教師提出建議,使教學(xué)活動更具靈活性,貼近學(xué)生,更好地提高教學(xué)質(zhì)量。
對于大氣污染化學(xué)課程的傳授需將理論教學(xué)和實踐教學(xué)相配合,從這兩方面入手。本文通過在教學(xué)活動中的一些做法和體會對大氣污染化學(xué)教學(xué)的改革提出了一些思考,以期為大氣污染化學(xué)課程建設(shè)提供借鑒。